Desentrañando los controles geneticos del crecimiento de las raices de las plantas

Los brotes verdes son una señal de la llegada de la primavera, pero el hacer crecer esos brotes y raices es un proceso complicado. Ahora, investigadores de la UC Davis y de la Universidad de Massachusetts Amherst, EE.UU., han descrito por primera vez parte del mecanismo de controles geneticos que permiten que una planta crezca.

Los tallos y las raices se forman alrededor del xilema, formado a su vez por celulas huecas y largas que actuan como canales –para transportar agua y minerales en la planta- y como material estructural. La fuerza estructural del xilema proviene de una pared celular secundaria que se encuentra dentro de la pared celular mas externa, que esta hecha ya sea de fibras helicoidales o de capas perforadas. Esta pared celular secundaria esta hecha a partir de tres moleculas: celulosa, hemicelulosa (que son esencialmente azucares), y lignina, que proporciona la fuerza.

La estudiante de postgrado la UC Davis Mallorie Taylor-Teeples, en trabajo conjunto con Siobhan Brady, profesor asistente de biologia vegetal de la UC Davis, Sam Hazem de la U. de Massachusetts Amherst y otros, clonaron 50 genes involucrados en la produccion de celulosa, hemicelulosa y lignina de la planta Arabidopsis y monitorearon sus interacciones con mas de 460 factores de transcripcion, o genes que activan o desactivan otros genes.

Con la ayuda del cientifico informatico de a UC Davis Ilias Tagkopoulos y colegas del Centro Genomico de la UC Davis, los investigadores pudieron construir una red que muestra como los diferentes genes y factores de transcripcion se conectan unos con otros. Los resultados fueron publicados online este Diciembre 24 en la revista Nature.

«Esta es la primera vez que una red asi ha sido elaborada a este nivel en una planta», señalo Brady. «Nos ayuda a pensar sobre como estas redes se pueden controlar y manipular».

Notablemente, la red contiene un gran numero de «circuitos de retroalimentacion», señalo Brady. Un ejemplo de un circuito de retroalimentacion: el factor de transcripcion X actua sobre el factor Y, que a su vez actua sobre el gen Z. agriculturers.com. Tales sistemas son bien conocidos en otras redes de control, reduciendo el «ruido» aleatorio y permitiendo una coordinacion precisa de los diferentes pasos sin un centro regulador.

Los investigadores pudieron tambien estudiar como el sistema reacciona a los diferentes tipos de cambios ambientales. Por ejemplo, privar a las celulas de las raices de hierro, promueve la produccion de lignina, lo que incrementa la captacion de hierro. Pero exponer a las celulas a la sal, causa una respuesta diferente en la que las celulas del xilema proliferan para aumentar el transporte de agua.

Entender la red de controles que influencia el contenido de lignina, celulosa y hemicelulosa puede eventualmente ayudar a los mejoradores de plantas para crear variedades mejor adaptadas para la produccion de biocombustibles, señalo Brady.

Material traducido por agriculturers.com

FUENTE: eurekalert.org

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